[发明专利]一种耐热抗蠕变铝镁合金及其制备工艺

说明书

技术领域

 本发明属于铝镁合金材料领域，尤其是一种耐热抗蠕变铝镁合金及其制备工艺。

背景技术

金属镁及铝镁合金是迄今在工程中应用的最轻的结构材料。铝镁合金具有很高的比强度和刚度，高的尺寸稳定性和阻尼减震性，良好的机械加工性能，尤其是铝镁合金易于回收利用，被誉为“21世纪绿色工程金属”。铝镁合金具有优良的力学性能，特别适用于轻质结构件。但是与其他合金相比，铝镁合金的研究和应用却比较少，铝镁合金的高温强度和抗蠕变性能较差，因此这是限制铝镁合金广泛应用的一个重要原因。因此研究具有广阔应用前景的高温高强抗蠕变的铝镁合金就显得尤为重要。

目前用来提高和改善铝镁合金耐热抗蠕变性能的具体方法是：对铝镁合金进行合金化，加入单元素Si、Cu、Sr、Mn、Sb、Be、Dy、Gd等，或二元素复合，以单双元素加入合金化时比较困难，形成的化合质点颗粒较粗大且分布不均匀。对耐热性的提供幅度也有限，这种铝镁合金一般只能在120~150℃工作温度下使用，而加入Ce系元素尽管可进一步提高在150~200℃条件下的工作温度，但使合金成本增加较高，在民用工业中推广应用比较困难。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种耐热抗蠕变铝镁合金的制备工艺，该工艺成本低且操作简便，所得耐热抗蠕变铝镁合金比传统镁合金具有：散热性好、抗压性强、高强高韧、易成型加工、抗高温蠕变、回收无污染及高力学性能的显著优势。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种耐热抗蠕变铝镁合金，按照重量百分比含量含有：Mg:30-40%，Si:6.2-7.5%，Cu:0.6-1.0%，Sr:0.2-0.45%，Mn:0.5-0.56%，Sb:0.3-0.45%，Be:0.1-0.25%，Dy:0.35-0.45%，Gd：:0.1-0.25%，Er:0.12-0.16%，Zr：0.5-0.65%，Ce:0.35-0.5%，Nd：0.1-0.15%，Ca：0.4-0.56%，余量为Al。

进一步的，按照重量百分比含量含有：Mg:35%，Si:7%，Cu:0.8%，Sr:0.3%，Mn:0.55%，Sb:0.4%，Be:0.2%，Dy:0.4%，Gd：:0.2%，Er:0.14%，Zr：0.6%，Ce:0.4%，Nd：0.12%，Ca：0.5%，余量为Al。

另外，还提供一种所述的耐热抗蠕变铝镁合金的制备工艺，包括以下步骤：

(1)按照重量百分比含量进行原料准备，所述原料为纯Al锭、Al -Gd中间合金、纯Mg锭、纯Sb、Al-Ca中间合金、Al-Sr中间合金、Mg-Nd中间合金、Mg-Zr中间合金、纯Dy、Al-Be中间合金、Al-Mn中间合金、纯Si、Al-Ce中间合金、纯Er、Al-Cu中间合金；

 (2) 将上述原料用光谱做化学分析，根据分析数据，及目标铝镁合金指标，进行铝镁合金配料，依次投入熔炼炉，熔炼炉温度为750℃～780℃，对合金进行精炼，边搅拌边加入耐热铝镁合金精炼剂，精炼时间为3-8分钟，精炼完后在700℃～730℃保温静置4～6分钟；待温度升到820℃，浇铸到钢制模具中，得铸态铝镁合金，后进行热处理。所述热处理是对铸态铝镁合金依次进行固溶处理和时效处理。所述固溶处理的处理温度为500℃，处理时间为6小时；所述时效处理的处理温度为200℃，处理时间为12小时，然后进行水淬，将淬火后的铸件放入到250℃的电阻炉中人工时效50小时，制得铝镁坯件，备用；

 (3) a.高温锻造开坯：加热坯料至温度为460℃～520℃保温3～5h；进行两向锻造开坯，锻造成厚度为50-65mm的厚板；道次压下量为30%～45%，每3-6道次锻造后退火2.6h，退火温度为450℃～540℃；b. 加热厚板至温度为470-496℃，保温25-36分钟后，采用多道次小变形量的方法将厚板轧制成4～12mm薄板，轧辊速度为0.5m/s～1.0 m/s；每道次轧制压下量为15%～24%，每道次轧制后回炉退火，退火温度为460℃～490℃，退火时间为40min～54min；

(4)轧后热处理：将轧后的薄板进行时效处理，所述的时效处理工艺为：时效温度为250-280℃，保温时间为20-45h；再在200-234℃进行第二次时效处理，时效时间为16-40h；最后在145-180℃进行第三次时效处理，时效时间为15-40h。